最近,，在論壇經(jīng)?？吹接腥颂岢鲞@樣的疑問：SSD長時(shí)間斷電不用，里面的數(shù)據(jù)會(huì)丟失嗎,？SSD放了幾年,，會(huì)無法啟動(dòng)嗎？在此做個(gè)簡單的分析與解答,。

之所以有這樣的疑問,，是因?yàn)镾SD的核心元件——NAND Flash工作原理導(dǎo)致的“數(shù)據(jù)保持力（Data Retention）”問題，它也是所有基于NAND Flash的SSD共有特性,。

什么是“數(shù)據(jù)保持力”

SSD也好,，U盤也罷，它們都是我們最為常用的“非易失性存儲(chǔ)器（non-volatile memory,，即NVM）”,。從名字不難看出，它并非數(shù)據(jù)絕對(duì)不會(huì)丟失,，只是不易丟失,。

根據(jù)NAND Flash自身工作原理，其上面的存儲(chǔ)單元在長時(shí)間不進(jìn)行讀寫操作的情況下,，浮柵門級(jí)中存放的電荷會(huì)逐步漏電,，導(dǎo)致原本存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，如圖示中數(shù)據(jù) “0” 可能變?yōu)?“1”,。當(dāng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤達(dá)到一定數(shù)量,，超出SSD的糾錯(cuò)能力時(shí)，數(shù)據(jù)將徹底損壞,。

從數(shù)據(jù)寫入,，到數(shù)據(jù)因存放而出錯(cuò)，需要一定時(shí)間,。而這個(gè)時(shí)間的長短,，就是我們通常說的“數(shù)據(jù)保持力”。

影響“數(shù)據(jù)保持力”的重要因素

對(duì)基于NAND Flash的SSD來說,，數(shù)據(jù)寫入時(shí)的工作溫度和斷電時(shí)的存放溫度,，是影響“數(shù)據(jù)保持力”的重要因素。其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JEDEC）如下：

• 消費(fèi)級(jí)SSD應(yīng)滿足40℃寫入,，30℃斷電存放下,，數(shù)據(jù)至少保持1年；
• 企業(yè)級(jí)SSD應(yīng)滿足55℃寫入,，40℃斷電存放下,，數(shù)據(jù)至少保持3個(gè)月,。

同時(shí)，JEDEC還列出了不同寫入溫度,，不同斷電放置溫度,，SSD所需滿足的數(shù)據(jù)保持時(shí)間：

溫度升高，電子活性增強(qiáng),，NAND Flash的寫入效果會(huì)更好,；相應(yīng)的，存儲(chǔ)在浮柵內(nèi)的電荷泄露速度也會(huì)加快,，并造成數(shù)據(jù)保持力的下降,。以企業(yè)級(jí)SSD為例，寫入溫度55℃,，斷電存放溫度25℃,，其數(shù)據(jù)保持力應(yīng)達(dá)到101周，約合2年時(shí)間,；當(dāng)存放溫度提升至40℃，數(shù)據(jù)保持力將下降至13周（約3個(gè)月）,，二者差距非常明顯,。

與此同時(shí)，NAND Flash自身的磨損情況,，是影響數(shù)據(jù)保持力的另一個(gè)重要因素,。在之前《企業(yè)級(jí) SSD 壽命要怎么看》一文中，我們?cè)敿?xì)介紹了SSD的壽命計(jì)算方式,，提到,，電子在反復(fù)來回穿越的過程中會(huì)對(duì)浮柵的隧道氧化層造成不可逆的磨損，使其最終不能再有效保持浮柵門中的電荷,，從而失效,。隨著數(shù)據(jù)寫入量的增加，SSD的NAND磨損也會(huì)加劇,，剩余壽命越低,，數(shù)據(jù)的保持力也就越差。

綜上所述,，SSD長時(shí)間不通電,，是有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)損壞，甚至無法啟動(dòng)的情況,，特別是當(dāng)SSD存放在高溫環(huán)境,，且寫入壽命所剩無幾的時(shí)候。而經(jīng)常使用的SSD就不會(huì)有這些情況發(fā)生,，具體原因請(qǐng)往下看,。

解決之道 —— 增強(qiáng)數(shù)據(jù)保持力

對(duì)即將出錯(cuò)的數(shù)據(jù)重新寫入,，是延長SSD數(shù)據(jù)保持力的有效方法。如,，PBlaze系列企業(yè)級(jí)SSD會(huì)在上電時(shí),，通過后臺(tái)掃描存儲(chǔ)在NAND中的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò)率接近LDPC硬解碼的能力時(shí),，會(huì)對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行搬移,，將其寫入新的地址并釋放原來的存儲(chǔ)空間，以延長SSD斷電后的數(shù)據(jù)保持時(shí)間,。

同時(shí),，對(duì)采用MLC、TLC乃至QLC的SSD,，將Firmware固件鏡像,、FTL映射表、AES秘鑰等重要元數(shù)據(jù)保存在具有更高可靠性的pSLC模式NAND區(qū)域當(dāng)中,，并進(jìn)行跨Die,、跨Channel備份，也是從根本上大幅提高元數(shù)據(jù)的保存時(shí)間,，降低這些重要數(shù)據(jù)出錯(cuò)的有效方式,。

Firmware固件鏡像是決定SSD能否啟動(dòng)、能否穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,。PBlaze系列企業(yè)級(jí)SSD提供了多個(gè)存放固件的Slot,，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)版本固件鏡像的共存與冗余備份。當(dāng)新版本固件鏡像加載失敗,，會(huì)自動(dòng)讀取其副本,，并對(duì)出錯(cuò)鏡像加以修復(fù)。此外,，當(dāng)SSD累積使用一定時(shí)間,，或觸發(fā)高溫等可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞的情況發(fā)生，SSD也會(huì)自動(dòng)對(duì)固件鏡像進(jìn)行重新寫入,，確保鏡像的準(zhǔn)確并有效延長其保存時(shí)間,。

以上這些操作看似簡單，但要做到優(yōu)秀,，并不容易,，需要在有效增強(qiáng)數(shù)據(jù)保持力的同時(shí)，盡量降低寫放大,，保證SSD的寫入壽命,，且不能對(duì)用戶操作以及SSD的延遲、QoS造成影響,。它要求SSD廠商在IO優(yōu)先級(jí)處理,、磨損均衡,，以及一系列數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)措施中取得平衡,。而對(duì)于用戶來說,，不管是企業(yè)級(jí)還是消費(fèi)級(jí)，對(duì)暫時(shí)不用的SSD妥善保存,，并對(duì)重要數(shù)據(jù)做好備份,，方是王道。